第一节编程解决问题

-1-第一节编制计算机程序解决问题教学目标：知识与技能1、掌握计算机的四大组成部分2、知道计算机程序设计语言的发展历程过程与方法了解计算机的工作原理情感态度和价值观激发学生进一步学习计算机编程的兴趣教学重点：1、掌握计算机的四大组成部分2、知道计算机程序设计语言的发展历程教学难点：了解计算机的工作原理教学方法：由于本课时是理论课，教学方法可采用配合多媒体课件讲述与图解相结合的方式，外加实物观察；学生学法相应的可采用识记与理解，观察与讨论的方式教学过程：导入新课：随着我们学习信息技术的深入，可能会发现人们常说这么一句话：“编个程序来解决”。实际上，“编程序”就是我们针对具体问题，运用程序设计语言编制一-2-个专门的计算机程序来解决问题。也就是说，我们在使用计算机的过程中，除了使用别人的软件程序外，还可以自己亲自动手设计程序，满足自己的需要。在学习编制程序解决问题之前，我们先来进一步认识一下计算机和程序。一、认识计算机：1.计算机系统的组成：一个完整的计算机系统通常包括硬件系统和软件系统两大部分，二者缺一不可。硬件是指构成计算机的物理部件的总和，犹如一个人的躯体；软件是指计算机正常运行所需的各种程序和数据，犹如一个人的思想，用来指示计算机的各硬件如何工作或帮助使用者完成某项任务。中央处理器相当于计算机的“大脑”，它根据程序指令控制各部件互相配合工作。存储器有内存、外存之分，内外存的区别是重点：（1）内存：速度快，只用于存放计算机正在处理的程序和数据，一旦断电，存储的信息有可能丢失；（2）外存：速度慢，但存入的信息不会因断电而丢失，可长时间保存。除此之外，存储器这部分还要补充一个考点：ROM和RAM。ROM：只读存储器，一次写入，反复读取；RAM：随机存储器，掉电失忆。2.计算机的工作原理从功能上划分，计算机的硬件由中央处理器、存储器、输入设备和输出设备四部分组成。计算机工作时，中存储器中央处理器输入设备输出设备内存外存控制执行指令传输程序或数据-3-央处理器根据输入指令，从输入设备或外存中读取指令和数据，按顺序执行指令，处理结果放回内存；中央处理器执行输出或保存指令时，会把内存中的处理结果输出到输出设备或保存到外存中。图解如上所示：二、计算机程序设计语言的发展在讲发展历程之前，我认为应该先简单介绍一下“程序”这个专业术语的概念，以便帮助学生理解程序设计语言。程序是一组指示计算机每一步动作的指令，通常用某种程序设计语言编写，运行于某种目标体系结构上。为形象说明，可打个比方：一个程序就像一个用汉语（程序设计语言）写下的红烧肉菜谱（程序），用于指导懂汉语的人（体系结构）来做这个菜。1、机器语言——第一代计算机语言计算机时一种数字化电子设备，电路可采用二进制数字编码表示和控制。当把控制计算机操作的指令与存储设计的电路用二进制数字1、0对于表示时，人们就可以事先把需要执行的指令和处理的数据用1、0组成的代码编写好程序，输入计算机时把1、0代码直接转换为相应的开关电路，就可以让计算机工作了。这些1、0代码就好像计算机能听懂的语言而被称为机器语言，这就是计算机程序设计语言的第一个阶段——机器语言。例如某CPU指令系统中的两条指令：10000000加10010000减这类语言的特点是难学、难记、难用。使用机器语言编程需要十分熟悉本台-4-计算机的内部结构，所以这种语言只有少数专业人员才能掌握，所以程序的生产效率低。由于使用的是针对特定型号计算机的语言，这种语言编的程序可以被机器直接理解和执行，故而运算效率是所有语言中最高的。2、汇编语言——第二代计算机语言随着计算机程序设计语言的不断发展，计算机工程师把1、0代码转换为有意义的字符代码，变产生了汇编语言，这是程序设计语言的第二阶段。例如：用“ADD”代表加法，“SUB”代表减法，“MOV”代表数据传递等等。然而计算机是不认识这些符号的，这就需要一个专门的程序，专门负责将这些符号翻译成二进制数的机器语言，这个翻译转换的过程称为“代真”。代真后得到的机器语言程序称为目标程序代真以前的程序称为源程序。※：汇编语言与机器语言，都是依CPU不同而异，它们都称为面向机器的语言，都是低级语言。用面向机器的语言编程，可以编出效率极高的程序，但这类语言都十分依赖于机器硬件，移植性不好，程序员们用它编程时，不仅要考虑解题思路，还要熟悉机器的内部结构，所以编程的劳动强度仍然很大，给计算机的普及推广造成很大的障碍。3.高级语言——第三代计算机语言（1）面向过程的语言1954年，第一个完全脱离机器硬件的高级语言——FORTRAN问世了。它使人们摆脱了设计程序必先熟悉机器的桎梏，把精力主要集中在解题思路和方法上，-5-使程序设计语言开始和解题方法相结合。自从FORTRAN问世以来，不同风格、不同用途、不同规模、不同版本的面向过程的高级语言便风涌而起，据统计，全世界已有成千种高级语言，其中使用较多的有近百种。（2）面向对象的语言20世纪80年代初开始，在软件设计思想上，又产生了一次革命，其成果就是面向对象的程序设计。在此之前的高级语言，几乎都是面向过程的，程序的执行是流水线似的，在一个模块被执行完成前，人们不能干别的事，也无法动态地改变程序的执行方向。这和人们日常处理事物的方式是不一致的，对人而言是希望发生一件事就处理一件事，也就是说，不能面向过程，而应是面向具体的应用功能，也就是对象（object）。其中C++、VB、Delphi、java就是典型代表。下面是用VB语言编写的一个小程序：我们看到这个程序是很好理解的，其中计算面积的语句和我们所习惯的数学式子没有什么根本的区别。显然，使用高级语言编程可以较大的降低编程过程的Privatesubcommand_click()Constpassingle=3.14Dimr,sassingles=p*r*rPrint“圆的面积=”;sEndsub/*程序开始*//*定义常量圆周率*//*半径r和高h为实数*//*计算面积*//*输出面积的值*//*程序结束*/-6-劳动强度，提高编程的效率。三、程序设计语言的支持环境操作系统是各种软件中最重要的一种，或者说它是各种软件的核心与基础。所有其他程序的运行都要在操作系统的控制下进行，操作系统的作用是有效地组织和利用计算机的软、硬件资源，使各种程序能在操作系统的管理下协调工作。高级语言源程序必须经过编译系统处理（编译），然后在操作系统控制下才能为计算机执行。课堂小结：本节课我们学习了计算机的四大组成部分及其工作原理，还有计算机程序设计语言的发展历程，这两部分内容将为我们下学期学习计算机编程创造一个良好的理论基础。本节主要内容：1．计算机系统的组成2．计算机的工作原理。3．程序设计语言的发展过程。课后反思：翻译程序计算机高级语言程序人计算机机器语言程序计算机编写执行计算机语言系统-7-